“激光光谱新技术与应用”专辑前言

因其高强度、高单色性、高方向性和高相干性等特点,激光是研究光与物质的相互作用,从而认识物质及其所在体系的结构、组成、状态及其变化的理想光源。相比于使用普通光源的传统光谱技术,以激光为光源的激光光谱技术在灵敏度和分辨率方面有了质的飞跃。

激光的高强度不仅是激光光谱高灵敏度的保证,而且随着强度极高、脉冲宽度极窄(如飞秒、阿秒)激光的获得与应用,对多光子过程、非线性光学过程以及原子分子被激发后的弛豫过程等的认知成为可能,人们有机会目睹强场中原子、分子中的各种全新物理现象。

激光的高单色性一方面省去了诸多单色器或分光装置的使用,另一方面使得有选择性的探测或激发成为可能,从而有效地抑制或消除背景干扰,为高分辨、高灵敏度的激光光谱技术提供了重要保证。

激光的高方向性使得往复式光路设计成为可能,是特殊场景下小体积、长光程、高灵敏度新型激光吸收光谱技术快速发展的重要前提。激光的相干性使得人们有可能通过调控激光实现光束整形以实现激光加工、激光武器等,通过调控激光产生光阱形成光镊从而实现微粒的俘获,通过调控激光的光强与相位等实现自由空间光通信等。

此外,飞秒或阿秒超短脉冲激光的获得,还为研究光与物质相互作用的瞬态过程提供了强有力的工具,打开了关于物质分子激发态寿命以及气、液、固相中原子、分子和离子激发弛豫过程等研究的全新视野。

总之,在第一台激光器诞生60 多年后的今天,随着激光光源、探测技术、实验装置和数据处理等各方面技术的飞跃发展,激光光谱技术作为微观感知领域的核心技术,已经成为物理、化学、生物、环境以及天文学等领域中研究光与物质相互作用的重要手段,从实验室基础研究到各领域应用第一线都扮演着无可替代的角色。

正是在这样的背景下,《量子电子学报》适时策划了“激光光谱新技术与应用”专辑。在国内该领域专家学者的积极响应下,本专题最终收录19 篇论文,包括9 篇综述和10 篇研究论文。从涉及到的光谱类型看,涵盖了差分吸收光谱、可调谐二极管激光吸收光谱、腔增强吸收光谱、飞秒瞬态吸收光谱、腔衰荡光谱、激光诱导荧光谱、拉曼光谱、激光诱导击穿光谱、傅里叶变换微波谱、虚像相位阵列光谱等相当广泛的领域;从主题看,既涵盖光谱装置的设计与研制,又包括光谱技术与方法的开发与应用;从光谱的具体研究对象看,既包括分子、离子光谱基础研究,又包括环境中重要自由基、气体分子、气溶胶以及生物菌类、煤质的光谱探测与分析等应用研究。这些论文很好地展现了国内激光光谱技术的最新研究进展及其在多领域的创新应用,同时也展望了未来发展趋势和应用方向，为该领域研究人员提供了很好的切入点。

希望本专辑的推出不仅能促进国内激光光谱领域的专家学者内部之间以及与其他相关领域的专家学者之间的合作与交流,还能够吸引更多的年青学者加入到该研究领域,共同推动激光光谱新技术的发展与应用。